(57)【要約】【課題】肉厚を他の部分と異ならせる必要なしに、ウェハ面内の特性の均一性を達成しうるサセプタを提供すること。【解決手段】第一サセプタ部分１Ａの表面をウェハ２と同じ材質若しくは比熱の等しい第二サセプタ部分５で覆った構造とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェハをセットする円板状のサセプタであって、サセプタの表面をウェハと同じ材質若しくは比熱の等しい材質で覆ったことを特徴とするサセプタ。
【請求項２】
請求項１記載のサセプタにおいて、
セットされるウェハがガリウム砒素基板であり、サセプタの表面をガリウム砒素若しくはこれと比熱の等しい材質で覆ったことを特徴とするサセプタ。
【請求項３】
請求項１又は２記載のサセプタにおいて、
サセプタの表面を覆う材質の厚さを、ウェハの厚さの１．５倍以上としたことを特徴とするサセプタ。
【請求項４】
請求項１又は２記載のサセプタにおいて、
サセプタの表面を覆う材質の厚さを３００μｍ以上としたことを特徴とするサセプタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェハ上にエピタキシャル成長を行う際に、ウェハを支持するために使用するサセプタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、半導体素子を製造する際に、有機金属を主原料としてエピタキシャル成長を行うＭＯＶＰＥ（有機金属気相成長）法が数多く用いられている。
【０００３】
図２に、横型の気相エピタキシャル成長装置に用いられるサセプタの構造を示す。このサセプタ１は炭素等で円板に形成されており、その円板には、ウェハをフェイスダウンでセットしエピタキシャル成長を行うために、通常は複数個のウェハ形状の穴（開口１ａ）をくり貫いている。また、その開口１ａの下端には、ウェハ２を支持するための内向爪３から成る基板支持部を備えている。
【０００４】
このサセプタ１の開口１ａ内にウェハ２を内向爪３によって支持し、その上に均熱板４を設置し、エピタキシャル成長を行う。すなわち、加熱したウェハ２の下面に沿って、サセプタ１の直径方向又は中心から半径方向に原料ガスを供給し、原料ガスを加熱分解してウェハ２上に、ＧａＡｓなどの化合物半導体結晶を気相成長する。
【０００５】
従来、サセプタは、炭素等の一種類の材質から形成される。このため、ウェハ２とサセプタ１の比熱が異なり、エピタキシャル成長を行う際にウェハ２とサセプタ１の境界面に温度分布の不連続な部分が生じ、これに起因して、ウェハ面内の特性（成長速度、混晶比、キャリア濃度）の均一性を悪くしていた。
【０００６】
なお、円板が大型化されるに伴い、周縁部と中心部、とくに周縁部の黒鉛材と、表層を形成するＣＶＤ−ＳｉＣ膜との熱膨張係数を吸収すべきとの配慮から、サセプタの周縁部の被覆層の膜厚を、円板の他の部分の被覆層の膜厚より薄くすることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】実開平５−５４５５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記したように、従来のサセプタは炭素等の一種類の材質から形成されており、ＭＯＶＰＥ法におけるエピタキシャル成長において、ウェハ面内の特性（成長速度、混晶比、キャリア濃度）の均一性、特に周辺部における均一性が悪いという課題がある。ウェハ面内の特性の均一性が悪くなると、それを使った半導体素子の特性にもバラツキがでて、結果として製造歩留りが低下する。
【０００８】
特許文献１のようにサセプタの周縁部の被覆層の膜厚を、円板の他の部分の被覆層の膜厚より薄くすることも、それなりに有効であるが、特殊なサセプタ形状となるため製造コストが高くなる。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、特に肉厚を他の部分と異ならせる必要なしに、従って従来の平坦な形状のままで、ウェハ面内の特性（成長速度、混晶比、キャリア濃度）の均一性を達成しうるサセプタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明は、次のように構成したものである。
【００１１】
請求項１の発明に係るサセプタは、ウェハをセットする円板状のサセプタであって、サセプタの表面をウェハと同じ材質若しくは比熱の等しい材質で覆ったことを特徴とする。
【００１２】
このサセプタは、例えばウェハをセットする開口を有する円板状のサセプタであって、ＭＯＶＰＥ法のエピタキシャル成長を行う際に用いられる。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１記載のサセプタにおいて、セットされるウェハがガリウム砒素基板であり、サセプタの表面をガリウム砒素若しくはこれと比熱の等しい材質で覆ったことを特徴とする。
【００１４】
このサセプタは、ガリウム砒素基板にエピタキシャル成長を行うため、サセプタの表面をガリウム砒素若しくは同じ材質で覆ったものであり、当該サセプタを用いて例えばＭＯＶＰＥ法によりエピタキシャル成長を行うことになる。
【００１５】
請求項３の発明は、請求項１又は２記載のサセプタにおいて、サセプタの表面を覆う材質の厚さを、ウェハの厚さの１．５倍以上としたことを特徴とする。
【００１６】
このサセプタの場合、ウェハをセットするサセプタの表面を、ウェハと同じ材質若しくは比熱の等しい、ウェハ厚さの１．５倍以上の材質で覆い、例えばＭＯＶＰＥ法によりエピタキシャル成長を行うことになる。
【００１７】
請求項４の発明は、請求項１又は２記載のサセプタにおいて、サセプタの表面を覆う材質の厚さを３００μｍ以上としたことを特徴とする。
【００１８】
このサセプタの場合、ウェハをセットするサセプタの表面をウェハと同じ材質若しくは比熱の等しい厚さ３００μｍ以上の材質で覆い、例えばＭＯＶＰＥ法によりエピタキシャル成長を行うことになる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のサセプタは、サセプタの表面をウェハと同じ材質若しくは比熱の等しい材質で覆う構造であるため、その肉厚を部分的に変更する形態に較べ、製造が容易である。
【００２０】
また本発明のサセプタによれば、例えばＭＯＶＰＥ法を使ったエピタキシャル成長において、サセプタの表面をウェハと同じ材質若しくは比熱の等しい材質で覆っていることから、ウェハ面内の温度分布を均一にして、例えばｐ型キャリア濃度のウェハ面内のバラツキを低く抑えることができる。また、ウェハ周辺部の特性の均一性を向上させ、半導体素子の歩留りを向上させることにより、ウェハの使用可能面積を大きくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【００２２】
図１に、横型の気相エピタキシャル成長装置に用いられる本発明の実施形態に係るサセプタ１０の構造を示す。
【００２３】
このサセプタ１０は、従来と同様に円板状に形成されており、その円板には、ウェハをフェイスダウンでセットしエピタキシャル成長を行うための、通常は複数個の、ウェハ形状の穴（開口１０ａ）がくり貫かれている。また、その開口１０ａの下端には、ウェハ２を支持するための内向爪３から成る基板支持部を備えている。
【００２４】
しかし、本実施形態に係るサセプタ１０は、従来と異なり、肉厚方向に異なる材質から構成されている。すなわち、従来と同じく炭素等からなる板状の第一サセプタ部分１Ａと、ウェハ２と同じ材質若しくは比熱の等しい材質からなる板状の第二サセプタ部分５とを上下に配設した二層構造になっている。
【００２５】
この実施形態の場合、ウェハ２と同じ材質若しくは比熱の等しい材質からなる第二サセプタ部分５は、ウェハ２の位置する側方に位置させるべく、炭素等からなる第一サセプタ部分１Ａの下面側を被覆する形で設けられている。ウェハ２と同じ材質若しくは比熱の等しい材質からなる第二サセプタ部分５は、内向爪３でウェハ２を支持したとき、ウェハ２の下面（エピタキシャル成長面）と同じ面になる。これから上方にかけて存在することとなる第二サセプタ部分５の肉厚は、エピタキシャル成長する際の温度分布に関しウェハ面内均一性を確保するため、ウェハ２の厚さの１．５倍以上又は３００μｍ以上を確保するようにする。
【００２６】
この様に、炭素等からなる第一サセプタ部分１Ａの表面に、ウェハ２と同じ材質若しくは比熱の等しい材質の第二サセプタ部分５を具備する構成とすることによって、エピタキシャル成長を行う際に、ウェハ２とサセプタ１０の表面境界部の温度分布を連続にすることができ、ウェハ２面内の成長時における温度分布を均一にすることができる。
【００２７】
具体例として、例えば、ＧａＡｓ半導体ウェハを取り扱う場合、上記のサセプタ１０の開口１０ａ内にウェハ２を内向爪３によって支持し、その上に均熱板４を設置し、ＭＯＶＰＥ法によるエピタキシャル成長を行う。その際、第二サセプタ部分５は、ウェハ２と同じ材質若しくは比熱の等しい材質であるＧａＡｓ製とし、ＧａＡｓからなるウェハ２の厚さの１．５倍以上又は３００μｍ以上の厚さにする。そして、加熱したウェハ２の下面に沿って、サセプタ１の直径方向又は中心から半径方向に原料ガスを供給し、原料ガスを加熱分解してウェハ２の下面上に、ＧａＡｓ半導体結晶を気相成長する。これにより、例えばｐ型キャリア濃度のウェハ面内のバラツキを３％以内に抑えることができる。従って、ウェハ周辺部の特性の均一性を向上させ、半導体素子の歩留りを向上させることが可能であることから、ウェハの使用可能面積を大きくすることができる効果がある。
【００２８】
本発明は、ＭＯＶＰＥ法を用いたエピタキシャル成長において、ウェハ面内の特性の均一性が要求されるものについては全てに適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明のサセプタとウェハの関係を示す断面図である。
【図２】従来のサセプタとウェハの関係を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  サセプタ
１ａ  開口
２  ウェハ
３  内向爪
４  均熱板
１Ａ  第一サセプタ部分
１０  サセプタ
１０ａ  開口
【図１】
2005343741.tif 000003
【図２】
2005343741.tif 000004